隨著電氣化的普及,在一些單相供電的小功率場(chǎng)合,如家用電器領(lǐng)域?yàn)榱颂岣呦到y(tǒng)性能,滿足容量和節(jié)能方面的要求,開始使用功能更強(qiáng)的三相電機(jī)來代替單相電機(jī)。為了維持系統(tǒng)母線電壓的穩(wěn)定,單相輸入三相輸出的變頻系統(tǒng)母線處通常并聯(lián)連接一個(gè)大容值的電解電容。大容值電解電容的存在限制了系統(tǒng)使用壽命,也難以滿足系統(tǒng)小型化的發(fā)展趨勢(shì)。因此研究無電解電容單相輸入三相輸出變頻系統(tǒng)具有重要的理論意義和應(yīng)用前景。針對(duì)上述問題,本文通過查閱大量相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)單相輸入三相輸出變頻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了研究。深入分析了該系統(tǒng)中整流部分、逆變部分與母線電容的數(shù)學(xué)關(guān)系,為實(shí)現(xiàn)去除變頻電路母線電解電容奠定了理論基礎(chǔ)。此外,本文對(duì)功率解耦型無電解電容方案進(jìn)行了研究,分析了解耦電路吸收脈動(dòng)功率,去除電解電容的原理。在此基礎(chǔ)上,研究了一種適用于單相輸入三相輸出變頻系統(tǒng)的降電容控制方法,通過對(duì)并聯(lián)解耦電路的控制,緩沖系統(tǒng)脈動(dòng)功率,減小電路前后的耦合,減小母線所需電容值。從而可使用小容值的薄膜電容代替電解電容,達(dá)到了延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命的目的。然后,通過數(shù)學(xué)分析,從理論上分析了所研究方法的解耦效果。相對(duì)于其他方法,本文所研究的解耦電路控制策略簡(jiǎn)... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

級(jí)聯(lián)Boost-Flyback拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文--41.3無電解電容變頻電路研究現(xiàn)狀在單相－三相變頻系統(tǒng)中，母線電容大多采用電解電容，由于電解電容本身壽命較短等問題，使得系統(tǒng)的可靠性和使用壽命受到了制約。最開始，為了系統(tǒng)更好的運(yùn)行，人們采取對(duì)電解電容進(jìn)行監(jiān)控的方法，通過估算電解電容的等效電阻，監(jiān)測(cè)電容各個(gè)參數(shù)指標(biāo)，可靠地預(yù)估使用時(shí)間，提前發(fā)現(xiàn)問題，避免因電解電容的損毀而帶來的問題[25]。此方法雖然避免了電解電容損毀帶來的問題，但是更換電容并不能根本上解決系統(tǒng)向著長(zhǎng)壽命、集成化的發(fā)展趨勢(shì)。經(jīng)過專家學(xué)者的不斷探索和研究，目前單相－三相變頻系統(tǒng)的無電解電容實(shí)現(xiàn)方案可以分為傳統(tǒng)拓?fù)涞囊惑w化控制策略和增加補(bǔ)償電路方案兩大類。1.3.1傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的一體化控制策略現(xiàn)階段，傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的一體化控制策略研究主要是解決系統(tǒng)的功率因數(shù)較低以及輸入電流中諧波電流較多的問題。在無電解電容的變頻系統(tǒng)中，傳統(tǒng)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)大多數(shù)都是由整流器、逆變器、電機(jī)負(fù)載和小電容組成，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1-2所示。圖1-2無電解電容變頻電路傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)根據(jù)功率守恒定律可知，傳統(tǒng)的無電解電容變頻系統(tǒng)中輸出功率的大小應(yīng)等于系統(tǒng)輸入功率與小電容功率之和。由于系統(tǒng)沒有電解電容，而是采用小容值的薄膜電容，所以薄膜電容上的功率可以近似忽略，從而可以推導(dǎo)出輸出功率與輸入電流的數(shù)學(xué)關(guān)系，在此理論基礎(chǔ)上可以通過各種控制策略來控制系統(tǒng)的輸出功率進(jìn)而達(dá)到控制輸入電流的目的，在提高輸入電流正弦度的同時(shí)，使得輸入電流跟隨電壓變化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的單位功率因數(shù)[26-28]。目前，這些控制策略大體可以分為三種：直接控制、間接控制和精確控制。

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文--6庫(kù)較為復(fù)雜等不足[32-34]。1.3.2增加補(bǔ)償電路方案增加補(bǔ)償電路方案就是通過改變傳統(tǒng)變頻電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將傳統(tǒng)變頻系統(tǒng)中的電解電容用不同形式補(bǔ)償電路來代替，通過對(duì)補(bǔ)償電路的控制，實(shí)現(xiàn)去除電解電容后電路性能仍能滿足要求的目的。文獻(xiàn)[35]提出了一種在整流側(cè)和逆變側(cè)之間加入解耦電路的功率解耦控制方案，電路拓?fù)淙鐖D1-3所示。此方法通過增加的補(bǔ)償電路，吸收電路中的脈動(dòng)功率，通過電壓前饋的控制方法，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制，同時(shí)保證電網(wǎng)側(cè)電能質(zhì)量，但是此方法的控制方法較為復(fù)雜。圖1-3新型無電解電容變頻電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)文獻(xiàn)[36]提出了一種新型抽頭電感準(zhǔn)Z源逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過增加的抽頭電感網(wǎng)絡(luò)來代替系統(tǒng)中的電解電容，提高了系統(tǒng)的壽命，電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖1-4所示。圖1-4帶抽頭電感的變頻電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)該拓?fù)渲谐轭^電感網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)二極管外加一個(gè)帶抽頭的電感。此變換器具有Z源逆變器優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，還可以通過調(diào)節(jié)占空比和電感抽頭的位置，大幅提高變換器的升壓能力。此變換器通過工作模態(tài)的變化，改變抽頭電感繞組電勢(shì)及兩個(gè)二極管的通斷，將直通時(shí)候抽頭電感儲(chǔ)存的能量傳遞出去，從而提高母線電壓。抽頭電感

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